[實(shí)用新型]一種風(fēng)力擺運(yùn)動(dòng)控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520795565.3
• 申請(qǐng)日: 2015-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN205194162U
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉曉涵;胡婷;夏彤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B23/12
• 分類號(hào): G09B23/12;G05B19/04
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，涉及一種運(yùn)動(dòng)控制裝置，尤其涉及一種風(fēng)力擺運(yùn)動(dòng)控制裝置。

背景技術(shù)

隨著當(dāng)今電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在國家發(fā)展各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ谥悄芑⒆詣?dòng)化的需求越來越高。對(duì)于運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制和研究也是在自動(dòng)化發(fā)展當(dāng)中重要的一個(gè)方向。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種風(fēng)力擺運(yùn)動(dòng)控制裝置。

為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供如下方案：

一種風(fēng)力擺運(yùn)動(dòng)控制裝置，包括控制板、風(fēng)力擺體和支架；所述風(fēng)力擺體包括擺桿，擺桿通過萬向節(jié)與支架連接，擺桿上向下依次固定有陀螺儀、四個(gè)風(fēng)機(jī)相互垂直組成的軸流風(fēng)機(jī)組和激光筆；所述控制板包含單片機(jī)、顯示屏、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和矩陣鍵盤。

優(yōu)選的，所述風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用BTN7971芯片模塊。該芯片模塊可驅(qū)動(dòng)大電流電機(jī)，且該芯片響應(yīng)快、加減速性能良好，易于控制。

優(yōu)選的，所述單片機(jī)采用TM4C123G單片機(jī)。該單片機(jī)為ARM內(nèi)核單片機(jī)，處理速度高，有利于及時(shí)的處理數(shù)據(jù)，做出控制信號(hào)。

優(yōu)選的，所述擺桿采用碳素纖維管，具有質(zhì)量輕的特性，易于控制。

優(yōu)選的，所述風(fēng)機(jī)采用12V，3A軸流風(fēng)機(jī)。具有大電流特性，可提供合適的動(dòng)力。且使用4個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)擺體，較之其他數(shù)量風(fēng)機(jī)，有控制精確的優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述顯示屏采用LCD顯示屏，可顯示當(dāng)前工作模式，和具體參數(shù)。

優(yōu)選的，所述陀螺儀采用MPU6050芯片，可傳輸當(dāng)前擺體的姿態(tài)。該芯片環(huán)境性能好，質(zhì)量輕便，數(shù)據(jù)精確，可使用UART與主控單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，傳輸速度快。

本實(shí)用新型的有益效果是：使用單龍門架，使得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且輕便。使用矩陣鍵盤進(jìn)行控制，使得控制模式更加靈活化，多樣化。使用擬合方式設(shè)計(jì)軟件，使得控制長度角度更加精確。

附圖說明

為了使本實(shí)用新型技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本實(shí)用新型提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為本實(shí)用新型風(fēng)力擺體與支架結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為本實(shí)用新型控制板結(jié)構(gòu)原理圖；

其中，1：萬向節(jié)，2：支架，3：陀螺儀，4：軸流風(fēng)機(jī)組，5：擺桿，6：激光筆，7：控制板，8：顯示屏，9：單片機(jī)，10：風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，11：矩陣鍵盤。

圖3為BTN7971驅(qū)動(dòng)模塊電路圖；

圖4為MPU6050陀螺儀測量模塊電路圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種風(fēng)力擺運(yùn)動(dòng)控制裝置，包括控制板、風(fēng)力擺體和支架；所述風(fēng)力擺體包括擺桿，擺桿通過萬向節(jié)與支架連接，擺桿上向下依次固定有陀螺儀、四個(gè)風(fēng)機(jī)相互垂直組成的軸流風(fēng)機(jī)組和激光筆；所述控制板包含單片機(jī)、顯示屏、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和矩陣鍵盤。

所述的陀螺儀，固定在擺桿上端，測量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

所述的激光筆，固定在擺桿下端，用以觀測擺的運(yùn)動(dòng)情況。

工作時(shí)，可通過控制板選擇工作方式，控制風(fēng)力擺進(jìn)行相應(yīng)模式擺動(dòng)，包含可定角度、長度直線擺，可定長度圓周擺。

本風(fēng)力擺運(yùn)動(dòng)控制裝置，起擺方式，采用正弦波同頻共振起振。即輸出振幅為正弦波的PWM波，振幅正弦波的頻率為擺體的固有頻率，可快速起振。

本風(fēng)力擺可實(shí)現(xiàn)可設(shè)長度直線起擺，可設(shè)角度直線起擺，可設(shè)半徑圓周起擺，可通過矩陣鍵盤對(duì)模式、長度和角度參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。其長度、角度、半徑圓周軌跡，可通過激光筆在地上的軌跡觀測。